目前智慧礦山的發(fā)展展望與存在的問題

2020-01-14

針對智慧礦山這一新興概念，通過與自動化礦山、信息化礦山、數(shù)字化礦山進(jìn)行關(guān)聯(lián)，總結(jié)了其建設(shè)過程中存在的問題，并從礦山設(shè)計(jì)、安全保障、高效生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)營、綠色環(huán)保5個(gè)方面展望了智慧礦山的愿景。

　　智慧礦山發(fā)展展望

　　典型的智慧礦山應(yīng)云端、礦端、移動端具備設(shè)計(jì)、安全、生產(chǎn)、經(jīng)營管理、節(jié)能環(huán)保等方面的決策模型，并能利用這些模型，在獲得訂單之后，實(shí)現(xiàn)排產(chǎn)計(jì)劃、安全保障、運(yùn)輸調(diào)度、煤炭洗選、成品裝車等各個(gè)環(huán)節(jié)任務(wù)的自動分解與執(zhí)行，并能通過實(shí)時(shí)反饋信息自動完成任務(wù)的再優(yōu)化。

　　智慧礦山的智能環(huán)節(jié)主要包括礦山設(shè)計(jì)、安全保障、高效生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)營和綠色環(huán)保5個(gè)方面。

智慧礦山

　　01、礦山設(shè)計(jì)

　　應(yīng)著力推行數(shù)字化設(shè)計(jì)，從元件級構(gòu)建整座礦山，從而實(shí)現(xiàn)透明礦山;智能選型應(yīng)考慮云端化部署、信息化架構(gòu)、智能化裝備及管控;礦井采掘和洗選應(yīng)考慮采用柔性工藝，以便能根據(jù)實(shí)際條件進(jìn)行適時(shí)調(diào)整。

　　02、安全保障

　　主要通過智慧礦山云中心的智能決策模型進(jìn)行自動決策，保障礦井人、機(jī)、環(huán)、管全方位的安全，并通過反饋信息主動進(jìn)行決策再優(yōu)化。人員安全方面，應(yīng)在個(gè)體防護(hù)和系統(tǒng)防護(hù)方面開展研究：個(gè)體防護(hù)能力方面，應(yīng)具備人員所處環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)采集、無線語音通話、視頻采集上傳與遠(yuǎn)程調(diào)看、危險(xiǎn)狀態(tài)逃生信息的實(shí)時(shí)獲取功能，以及應(yīng)對各種災(zāi)害的可靠逃生裝備;系統(tǒng)防護(hù)能力方面，應(yīng)能將井下環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測信息、重點(diǎn)區(qū)域的安全狀態(tài)實(shí)時(shí)評估及預(yù)警信息與井下人員進(jìn)行實(shí)時(shí)互聯(lián)，并具備近感探測功能，從而實(shí)現(xiàn)全方位的人員防護(hù)。機(jī)電設(shè)備安全方面，應(yīng)具備智能化的設(shè)備點(diǎn)檢與運(yùn)維管理能力，具備設(shè)備在線點(diǎn)檢、損耗性部件周期性更換提示、健康狀態(tài)實(shí)時(shí)評估等功能。環(huán)境安全方面，應(yīng)具備災(zāi)害實(shí)時(shí)在線監(jiān)測、井下安全狀態(tài)實(shí)時(shí)評估及預(yù)測預(yù)警、降害措施自動制定能力。安全管理方面，應(yīng)具備自動進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)日常管控、自動定期進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)辨識評估及預(yù)警分析、多維度自動統(tǒng)計(jì)與分析隱患的能力，具有手持終端現(xiàn)場檢查能力，實(shí)現(xiàn)隱患排查任務(wù)的自動派發(fā)、現(xiàn)場落實(shí)、實(shí)時(shí)跟蹤、及時(shí)閉環(huán)管理。

　　03、高效生產(chǎn)

　　主要通過智慧礦山云中心的智能決策模型進(jìn)行自動決策，保障礦井采、掘、機(jī)、運(yùn)、通、水、電的自動高效運(yùn)行，并通過反饋信息主動進(jìn)行決策再優(yōu)化。礦井采掘工作面的設(shè)備應(yīng)具備高效的自動控制能力，從基本的就地控制，到一鍵啟停、遠(yuǎn)程集控，直至達(dá)到理想狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的無人化自動控制與巡檢;通風(fēng)方面，應(yīng)具備根據(jù)用風(fēng)需求自動進(jìn)行全礦風(fēng)量分配與調(diào)節(jié)的能力;主運(yùn)和輔運(yùn)方面，應(yīng)能根據(jù)生產(chǎn)排程計(jì)劃自動進(jìn)行運(yùn)輸調(diào)度;供電方面，應(yīng)能根據(jù)生產(chǎn)排程計(jì)劃自動實(shí)時(shí)進(jìn)行電力調(diào)度，且應(yīng)具備智能防越級跳閘保護(hù)功能;排水方面，應(yīng)具備根據(jù)水資源合理利用及峰谷用電負(fù)荷、電價(jià)等因素自動選擇節(jié)能排水方式的功能。

　　04、經(jīng)濟(jì)運(yùn)營

　　主要通過智慧礦山云中心的智能決策模型進(jìn)行自動決策，保障礦井經(jīng)營管理的自動高效運(yùn)行，并通過反饋信息主動進(jìn)行決策再優(yōu)化。應(yīng)實(shí)現(xiàn)根據(jù)訂單需求，通過云端的智能決策自動進(jìn)行生產(chǎn)指標(biāo)分解，礦井安全保障措施、主運(yùn)與輔運(yùn)計(jì)劃、供電計(jì)劃、排水計(jì)劃、排矸計(jì)劃的制定等功能。

　　05、綠色環(huán)保

　　應(yīng)提高礦井的回采率，如采用無煤柱開采方式并進(jìn)行矸石的井下直接充填利用;提高礦井瓦斯、煤泥、煤矸石、礦井涌水的利用率;提高礦區(qū)生態(tài)修復(fù)率;降低礦井噸煤生產(chǎn)耗電、耗水量;實(shí)現(xiàn)礦井水污染、大氣污染的全方位在線監(jiān)測。

　　智慧礦山建設(shè)存在的問題

　　中國智慧礦山信息化建設(shè)雖然取得了舉世矚目的成績，但仍存在不少問題。

　　1、嚴(yán)重缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

　　由于一開始就缺乏頂層設(shè)計(jì)與規(guī)劃，中國礦山在進(jìn)行信息化建設(shè)時(shí)，缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)與約束，促使了系統(tǒng)廠商的無序競爭，導(dǎo)致建設(shè)的大量系統(tǒng)互聯(lián)互通性極差。

　　2、缺乏多學(xué)科交叉應(yīng)用。

　　礦山面臨的許多問題都需要結(jié)合多學(xué)科的知識才能得到有效解決，將多學(xué)科的知識軟件進(jìn)行集成應(yīng)用是其解決途徑。然而目前缺乏一個(gè)統(tǒng)一、開放的公共平臺，無法為多學(xué)科知識的融合分析提供渠道。

　　3、重硬件輕軟件。

　　中國大量礦山在進(jìn)行信息化建設(shè)時(shí)，往往非常重視硬件設(shè)備的投入，而對軟件則吝之又吝。據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì)，煤炭行業(yè)在應(yīng)用軟件上的投入僅占信息化投入的20%左右，導(dǎo)致獲取的大量信息資源沒有得到合理有效的利用，不僅造成了嚴(yán)重的信息資源浪費(fèi)，而且沒有更好地服務(wù)于礦井的生產(chǎn)運(yùn)營。

　　4、“信息孤島”現(xiàn)象嚴(yán)重。

　　中國礦山信息化建設(shè)發(fā)展到今天，各類子系統(tǒng)已基本實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化集成，但是各系統(tǒng)獲取的海量數(shù)據(jù)卻無法得到有效共享，更談不上進(jìn)行融合分析。這種各系統(tǒng)單兵作戰(zhàn)的模式，使得“信息孤島”現(xiàn)象在礦山行業(yè)異常突出，現(xiàn)代信息技術(shù)的強(qiáng)大優(yōu)勢還有待深入挖掘。